JP2009184669A - Drive device for power steering - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力軸と出力軸との相対関係を特定するとともに、それら両軸に、入力機構あるいは出力機構に連係するためのセレーションを設けたパワーステアリング用駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for power steering in which a relative relationship between an input shaft and an output shaft is specified, and serrations for linking to an input mechanism or an output mechanism are provided on both the shafts.
入力軸と出力軸との相対関係を特定するとともに、それら両軸に、入力機構あるいは出力機構を連係するパワーステアリング用駆動装置が特許文献1に記載されている。この従来の装置(トルクジェネレータ)は、その入力軸および出力軸のそれぞれを、入力機構あるいは出力機構に連係するのにピンを用いていた。しかし、ピンを用いた場合には、その強度が十分でないという問題があった。
そこで、上記ピンの問題を解決する手段として、上記入力軸および出力軸側にセレーションを用いる装置がすでに提供されている。そして、この種の駆動装置は、モータ等からなる動力機構に、入力軸と出力軸とを設けるとともに、これら両軸は、それらの組み付け段階で相対関係が特定される。このようにして相対関係が特定された入力軸および出力軸のそれぞれには、セレーションを設け、入力軸のセレーションは、ハンドルに連係した入力機構のセレーションに組み付け、出力軸のセレーションは、タイヤに連係した出力機構のセレーションに組み付ける。 Therefore, as a means for solving the problem of the pin, an apparatus using serrations on the input shaft and the output shaft has already been provided. In this type of driving apparatus, an input shaft and an output shaft are provided in a power mechanism composed of a motor or the like, and the relative relationship between these shafts is specified at the stage of assembling them. Each of the input shaft and the output shaft whose relative relationship is specified in this way is provided with a serration, the serration of the input shaft is assembled to the serration of the input mechanism linked to the handle, and the serration of the output shaft is linked to the tire. Assemble the serration of the output mechanism.
ただし、上記入力軸側のセレーションと、出力軸側のセレーションとは、それが求められる機能が多少異なる。例えば、入力軸側においては、一般的に歯数を多くして、ハンドルを取り付ける際に生じるハンドルのずれを少なくする。このようにすることによって、トーイン調整の幅を狭める効果が期待できる。一方、出力軸側においては、タイヤからの負荷が大きいので、上記のようなずれの問題よりも、どちらかというと強度が求められる。そのために、出力軸および出力機構側のセレーションは、その歯数を少なくして、強度を保つようにしている。 However, the functions required for the serration on the input shaft side and the serration on the output shaft side are slightly different. For example, on the input shaft side, the number of teeth is generally increased to reduce the shift of the handle that occurs when the handle is attached. By doing so, an effect of narrowing the width of the toe-in adjustment can be expected. On the other hand, on the output shaft side, since the load from the tire is large, rather than the above-described problem of deviation, rather the strength is required. Therefore, the serrations on the output shaft and the output mechanism side reduce the number of teeth to maintain strength.
上記のようにしたパワーステアリング用駆動装置は、入力軸のセレーションを入力機構のセレーションに組み付け、出力軸のセレーションを出力機構のセレーションに組み付けるが、これによって、入力機構と出力機構との中立位置が特定されることになる。言い換えると、当該駆動装置を介して、入力機構と出力機構との相対関係が決まることになる。 In the power steering drive device as described above, the serration of the input shaft is assembled to the serration of the input mechanism, and the serration of the output shaft is assembled to the serration of the output mechanism. Will be identified. In other words, the relative relationship between the input mechanism and the output mechanism is determined via the drive device.
入力軸と出力軸とのセレーション同士では、それらの円周方向における相対関係が特定されたとき、それらの回転角位置に応じて、両セレーション間で対応する歯と歯との間でのずれ角の異なりかたに法則性が認められる。すなわち、入力軸と出力軸とのセレーションの歯数の比が、整数になるときと、小数になるときとで、そのずれ角の生じかたが異なる。歯数の比が整数になるときには、両セレーション間で対応する歯と歯とのずれ角は、いずれの回転角の場合でも同じになる。
また、歯数の比が小数の場合は、回転角位置に応じて、両セレーション間で対応する歯と歯とのずれ角が異なってくる。例えば、特定の回転角における歯同士では、それらのずれ角は小さいが、他の回転角における上記歯同士では、それらのずれ角が大きくなる。そのため、両セレーションの相対位置を特定したとき、それら両セレーションのずれ角が目標値となるように、いずれか一方のセレーションを基準にして、他方のセレーションを加工しているのが現状である。しかし、上記のようにずれ角を目標値内に抑えようとすると、転造などの方法では十分な精度がでないので、セレーションを切削加工によって製造している。このように、従来は、セレンションを切削加工によって製造しているので、その量産効果を十分に上げられないという問題があった。
In the serrations between the input shaft and the output shaft, when the relative relationship in the circumferential direction is specified, the deviation angle between the corresponding teeth between the two serrations according to their rotational angle position The law is recognized in the way of the difference. That is, how the deviation angle is generated differs depending on whether the ratio of the number of teeth of the serration between the input shaft and the output shaft is an integer or a decimal. When the ratio of the number of teeth becomes an integer, the deviation angle between the corresponding teeth between the two serrations is the same for any rotation angle.
Further, when the ratio of the number of teeth is a decimal, the shift angle between the corresponding teeth differs between the two serrations according to the rotation angle position. For example, the teeth at specific rotation angles have a small shift angle, but the teeth at other rotation angles have a large shift angle. For this reason, when the relative position of both serrations is specified, the other serration is processed based on one of the serrations so that the deviation angle between the two serrations becomes a target value. However, if the deviation angle is to be kept within the target value as described above, the method such as rolling is not sufficiently accurate, and the serration is manufactured by cutting. Thus, conventionally, since selension is manufactured by cutting, there was a problem that the mass production effect could not be sufficiently improved.
また、上記のようにずれ角を目標値内に抑えるために、例えば、両セレーションのずれ角が目標値以内に収まるように、セレーションとそれに結合させる軸との溶接時に、両者の相対位置を調整する方法もある。しかし、この場合にも、量産性に劣るという問題があった。 In addition, in order to keep the deviation angle within the target value as described above, for example, the relative positions of the serration and the shaft coupled to the serration are adjusted so that the deviation angle of both serrations is within the target value. There is also a way to do it. However, even in this case, there is a problem that the productivity is inferior.
この発明の目的は、タイヤの操舵角が左右で等しくなる中立位置を特定して組み付け作業ができるパワーステアリング用駆動装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power steering drive device that can perform assembling work by specifying a neutral position where tire steering angles are equal on the left and right.
この発明は、アシスト力を発揮する装置ユニットに、相対関係が特定された入力軸と出力軸とを備えるとともに、これら入力軸および出力軸のそれぞれには、歯数の比が小数を有する数値になるセレーションを固定し、入力軸のセレーションは、ハンドルに連係した入力機構のセレーションと組み合わせ、出力軸のセレーションは、タイヤ側に連係した出力機構のセレーションと組み合わせるパワーステアリング用駆動装置において、入力軸のセレーションあるいは出力軸のセレーションのいずれか一方または双方のセレーションであって、上記入力軸のセレーションと出力軸のセレーションとの円周方向における相対関係の中で、最もずれ角が小さい位置にある歯あるいはその歯に対応する位置にマーキングを施した点に特徴を有する。 The present invention includes an input unit and an output shaft whose relative relationship is specified in an apparatus unit that exerts an assist force, and each of the input shaft and the output shaft has a numerical value in which the ratio of the number of teeth has a decimal number. The input shaft serration is combined with the serration of the input mechanism linked to the steering wheel, and the output shaft serration is combined with the serration of the output mechanism linked to the tire side. Serration or serration of either or both of the serrations of the output shaft, and the tooth having the smallest deviation angle in the circumferential relation between the serration of the input shaft and the serration of the output shaft or It is characterized in that markings are made at positions corresponding to the teeth.
第2の発明は、上記入力軸および出力軸の両セレーションにおける各歯の見かけ上の進み角を演算するとともに、入力軸におけるセレーションの個々の歯と、出力軸におけるセレーションの個々の歯との間の進み角の差を割り出し、その進み角の差すなわちずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にあるセレーションを対にして用いた点に特徴を有する。なお、上記ずれ角とは、入力軸と出力軸とにおけるセレーションの個々の歯同士の進み角の相対差をいい、進み角とは、特定の歯を基準にたとき、その特定の歯に対する他の歯の絶対角度をいう。 The second invention calculates the apparent advance angle of each tooth in both serrations of the input shaft and output shaft, and between the individual teeth of the serration on the input shaft and the individual teeth of the serration on the output shaft. The difference is that the difference in the lead angle is calculated, and serrations in which the difference in the lead angle, that is, ½ of the deviation angle is within the preset allowable limit, are used as a pair. The deviation angle refers to the relative difference in the advance angle between the individual teeth of the serration on the input shaft and the output shaft. The advance angle refers to the other for the specific tooth when the specific tooth is used as a reference. The absolute angle of the teeth.
第3の発明は、入力軸におけるセレーションのピッチ角と、出力軸におけるセレーションのピッチ角との最大公約数を求めるとともに、その最大公約数の1/2の値が、あらかじめ設定した許容限度ずれ角内にあるセレーションを用いた点に特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, the greatest common divisor between the serration pitch angle on the input shaft and the serration pitch angle on the output shaft is obtained, and a value of ½ of the greatest common divisor is a preset allowable limit deviation angle. It is characterized in that it uses serrations inside.
なお、この発明におけるマーキングとは、刻印や印字はもちろん、例えば、ペイントやチョーク等によるものでものよく、特定の歯またはそれに対応する位置に印が付されれば、それはどのようなものであってもよい。要するに、当該装置を、入力機構と出力機構とに組み付ける際に、ずれ角が最小の歯を認識できればよい。また、この発明におけるセレーションは、雄あるいは雌のいずれであってもよいこと当然である。 The marking in the present invention may be not only engraving and printing, but also, for example, by paint or chalk, and any kind of marking is possible if a specific tooth or a corresponding position is marked. May be. In short, it is only necessary to recognize the tooth with the smallest deviation angle when the device is assembled to the input mechanism and the output mechanism. Of course, the serration in the present invention may be either male or female.
第1〜3の発明によれば、歯数の比が小数を有する数値になるセレーション同士で、それらの円周方向における相対関係が特定されたときの回転角位置に応じて、両セレーション間で対応する歯と歯との間での円周方向のずれ角が最小になる歯にマーキングしたので、そのマーキングした位置をポイントにして中立位置を定めれば、ハンドル角に対して、タイヤの切れ角を、常に等しくできるとともに、そのための組み付け作業は、きわめて簡単になる。 According to the first to third aspects, between the serrations according to the rotation angle position when the relative relationship in the circumferential direction is specified between the serrations in which the ratio of the number of teeth becomes a numerical value having a decimal number. Since the tooth with the smallest circumferential deviation angle between the corresponding teeth is marked, if the neutral position is determined by using the marked position as a point, the tire breaks with respect to the handle angle. The corners can always be equal and the assembly work for that is very simple.
また、第2,3の発明によれば、入力機構側の中立ポイントと、出力機構側の中立ポイントとが多少ずれたとしても、それは常に許容限度の範囲内にとどめられることになる。 Further, according to the second and third aspects of the invention, even if the neutral point on the input mechanism side and the neutral point on the output mechanism side are slightly deviated from each other, it is always kept within the allowable range.
図示の実施形態は、パワーステアリング装置を示すもので、装置ユニットaを介して、ハンドル1に連係した入力機構Iと、タイヤ2に連係した出力機構Oとを連係している。そして、装置ユニットaには、モータ等からなる動力源を制御する動力源制御機構Cを設けるとともに、この動力源制御機構Cには、入力軸3と出力軸4とを設けている。
The illustrated embodiment shows a power steering device, and an input mechanism I linked to a
また、上記入力軸3には雄セレーション5を設け、出力軸4には雄セレーション6を設けているが、入力軸3に設けた雄セレーション5は、出力軸4に設けた雄セレーション6よりもその歯数を多くしている。ただし、その理由は、前記従来の場合とまったく同様である。そして、このようにした入力軸3と出力軸4とは、それらの円周方向における相対関係を維持して回転自在に保たれる。
The
また、この実施形態において、上記両雄セレーション5,6は、次の条件を満たすものを対として用いているが、その条件を導き出す方法は、次の二つがある。第1の方法は、両雄セレーション5,6における見かけ上の各歯の進み角を演算するとともに、入力軸3における雄セレーション5の個々の歯と、出力軸4における雄セレーション6の個々の歯との間の進み角のずれを割り出し、そのずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にある雄セレーション同士を選択する。なお、上記ずれ角の許容限度は、上記した入力機構Iと出力機構Oとの間での中立のずれに対する許容限度によってあらかじめ定められるものである。
In this embodiment, the male and
第2の方法は、両雄セレーション5,6の対の条件を特定するのに、両雄セレーション5,6のピッチ角からその最大公約数を求め、その最大公約数の値の1/2が、あらかじめ設定した許容限度内にある雄セレーション同士を選択する方法である。なお、最大公約数とは、歯数Z1のピッチ角と歯数Z2のピッチ角との個々の倍数の最小差をいうことになるので、この最大公約数1/2が、あらかじめ設定した上記許容限度内にあれば、それら両雄セレーション5,6は、当該装置に使用できる対のものとしている。
The second method is to determine the condition of the pair of male and
なお、第2の方法は、両セレーションのピッチ角の一方または双方が小数になったときは使用できないが、第1の方法は、最大公約数に関係なく利用することができる。したがって、両セレーションのピッチ角の一方または双方が小数になったときは、第1の方法を用いればよいことになる。 Note that the second method cannot be used when one or both of the pitch angles of both serrations becomes a decimal, but the first method can be used regardless of the greatest common divisor. Therefore, when one or both pitch angles of both serrations become a decimal, the first method may be used.
また、上記のようにずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にしたのは、次の理由からである。例えば、最大公約数が1の雄セレーション同士であって、しかも、一つの歯同士の相対位置を完全に一致させて、それらのずれ角をゼロに設定した場合を、図3に基づいて説明する。なお、この図3においてX軸は、上記ゼロ点から両雄セレーションを相対回転させたことを想定したずれ角θ1を示し、Y軸は、歯数Z1によって形成される各歯に対して最寄りとなる歯数Z2に対して形成される歯のずれ角θ2を示している。 In addition, the reason why ½ of the deviation angle is within the preset allowable limit as described above is as follows. For example, a case where male serrations having the greatest common divisor are 1 and the relative positions of one tooth are completely matched and their shift angles are set to zero will be described with reference to FIG. . In FIG. 3, the X axis indicates a deviation angle θ1 assuming that both male serrations are relatively rotated from the zero point, and the Y axis is closest to each tooth formed by the number of teeth Z1. The tooth deviation angle θ2 formed with respect to the number of teeth Z2 is shown.
そして、上記のように相対位置を完全に一致させた歯同士は、そのずれ角θ1が大きくなるにしたがって、互いに離れていく(点線で示した特性)。これに対して、最大公約数であるずれ角θ2が1度のポイントにいた歯は、ずれ角θ1が大きくなるにしたがって、ずれ角θ2を小さくしていき、そのずれ角θ2をゼロ点にまで到達させ、再び両者は離れていく(二点鎖線で示した特性)。これら点線および二点鎖線が交わる点Aに注目すれば、上記ずれ角θ2が最大公約数の1/2であることが明らかである。したがって、上記許容限度がこの最大公約数の1/2内にあれば、両雄セレーションは対のものとして用いることができる。 Then, the teeth whose relative positions are completely matched as described above are separated from each other as the deviation angle θ1 increases (characteristic indicated by a dotted line). On the other hand, the tooth having the greatest common divisor deviation angle θ2 at the point of 1 degree decreases the deviation angle θ2 as the deviation angle θ1 increases, and the deviation angle θ2 reaches the zero point. The two are separated again (characteristic shown by the two-dot chain line). When attention is paid to point A where these dotted lines and two-dot chain lines intersect, it is clear that the deviation angle θ2 is ½ of the greatest common divisor. Thus, both male serrations can be used in pairs if the tolerance is within half of this greatest common divisor.
上記の説明を、図4を用いてさらに説明する。この図4において、線10は、両セレーションの特定の歯Z1aと歯Z2aとが完全に一致して重なり合った状態の中心線を示す。また、線11と12とは、ずれ角が1度の歯Z1bと歯Z2bとの中心線を示す。今、Z1が矢印13方向に回転したとすると、Z1aとZ2aとが離れて、歯Z1aは一転鎖線14で示す位置まで移動する。このとき、ずれ角が1度の歯Z1bと歯Z2bとは徐々に接近していくが、上記歯Z1aが上記線14に達した位置が0.5度とすれば、上記歯Z1bと歯Z2bは0.5度接近したことになる。したがって、両雄セレーション5,6間で、最小のずれ角を保つ範囲は、上記最大公約数の1/2ということになり、この1/2の値が、上記許容限度内にあれば、両雄セレーション5,6は、対として使用できることになる。
The above description will be further described with reference to FIG. In FIG. 4, a
上記のような関係を保った雄セレーション5は、入力機構Iに設けた雌セレーション7に組み付け、出力軸4に設けた雄セレーション6は、出力機構Oに設けた雌セレーション8に組み付ける。そして、この実施形態では、出力軸4の雄セレーション6の歯であって、出力機構Oに対する中立ポイントとすべき歯6aに、図2に示すようにマーキング9を施しているが、このマーキング9を施すべき歯は、次のようにして決めている。
The
すなわち、雄セレーション5,6を固定した入力軸3および出力軸4のそれぞれを、装置ユニットaに組み付けることによって、入力軸3および出力軸4は、それらに荷重が作用しない限り一体回転する状態に保たれる。言い換えると、この状態では、雄セレーション5,6の円周方向における相対関係が固定化されることになる。このように相対関係が固定化された雄セレーション5,6における個々の歯のずれ角を計測し、そのずれ角が最も小さい歯を選択するとともに、その歯のうち、出力軸4に設けた雄セレーション6の歯6aあるいは入力軸3に設けた雄セレーションの歯5aのいずれか一方あるいは双方に、図2に示すようにマーキング9を施す。ただし、入力軸3側のマーキングは図示していない。
That is, by assembling each of the
なお、入力軸3側の雌セレーション7は、ハンドル1を中立に保持したときの中立ポジションで雌セレーション7の中立位置が決められるようにあらかじめ設定されている。また、出力軸4側の雌セレーション8も、タイヤ2を中立に保持したときの中立ポジションに雌セレーション8の中立位置が特定されるようにあらかじめ設定されている。
The
上記のようにマーキング9を施しておけば、このマーキング9を施した歯6aを、出力機構Oの中立位置に一致させた状態で、その雌セレーション6に組み込むことができる。このようにマーキング9を施した歯6aを基準にして、雄セレーション8を雌セレーション8に組み込むと、雄セレーション5側においては、上記ずれ角の範囲で、中立位置からずれた状態になる。このように雄セレーション5が中立位置をずれた状態で、この雄セレーション5を雌セレーション7に組み込むと、ハンドル1は上記ずれ角の範囲で中立位置がずれることになる。しかし、このずれ角は、上記したように許容限度の範囲内にあるので、大勢に影響がないことになる。
If the
したがって、この実施形態によれば、装置ユニットaを組み付ける現場と、その装置ユニットaに、入力機構Iおよび出力機構Oを組み付ける現場とが異なっていても、それら三者、すなわち、装置ユニットa、入力機構Iおよび出力機構Oのそれぞれを、中立位置を基準にして相対関係を、許容限度の範囲内で、特定することができる。 Therefore, according to this embodiment, even if the site where the device unit a is assembled and the site where the input mechanism I and the output mechanism O are assembled to the device unit a are different from each other, that is, the device unit a, The relative relationship between the input mechanism I and the output mechanism O with respect to the neutral position can be specified within an allowable limit.
なお、上記実施形態において、入力軸3および出力軸4に雄セレーション5,6を設け、入力機構Iおよび出力機構O側に雌セレーション7,8を設けたが、それらを逆にしてもよいこと当然である。すなわち、入力軸3および出力軸4に雌セレーションを設け、入力機構Iおよび出力機構O側に雄セレーションを設けてもよい。また、装置ユニットa側において、入力軸3あるいは出力軸4のいずれか一方を雄セレーションにし、他方を雌セレーションにしてもよい。いずれにしても、装置ユニットa側のセレーションにマーキング9を施すが、そのマーキング9を施す対象が雌セレーションの場合には、歯そのものあるいはそれに対応する部分にマーキング9を施すようにすればよい。
In the above embodiment, the
a 装置ユニット
1 ハンドル
I 入力機構
2 タイヤ
O 出力機構
3 入力軸
4 出力軸
5 入力軸側のセレーション
6 出力軸側のセレーション
7 入力機構側のセレーション
8 出力機構側のセレーション
9 マーキング
a
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